CN109619774A - 光线感应式智能照明手环 - Google Patents

Abstract

提供一种光线感应式智能照明手环，具有手环和照明LED，手环内设有51单片机，51单片机的一个输入口连接光敏二极管，51单片机的一个输出口通过三极管连接照明LED2，且当光敏二极管检测外界光线黑暗时照明LED自动点亮；51单片机的另一组输入输出口连接MPU6050惯性传感器，且当手腕晃动时通过MPU6050惯性传感器传输至51单片机以控制照明LED自动关闭，本发明通过更为精简、经济、实用的结构解决了手环在漆黑场所佩戴使用时的感应式自动启动照明功能，更易被市场所接受。

Description

光线感应式智能照明手环

技术领域

本发明属可穿戴手环技术领域，具体涉及一种光线感应式智能照明手环。

背景技术

在地下停车场、漆黑的楼道或道路等场所往往没有提供足够的照明，对人身安全造成潜在的危害，而且也不利于人们明确判断道路方向及门锁位置。为此，一些带照明功能的智能手环应运而生，但是，市面上的智能照明手环的照明功能往往需要人工手动辅助开启照明，而且为该类智能手环又赋予了除照明功能外的诸如蓝牙传输或身体健康数据检测或振动式闹钟等其它冗余功能，导致手环成本攀升。且使用上述功能较为复杂的手环用于照明，在紧急情况或双手占用情况下，仍旧无法实现非接触性启动手环照明的功能，加之经济成本和手环体积均有待进一步减小，为此，为实现以较低的成本、更精简的结构、更小的体积实现手环在黑暗条件下照明功能的自动开启，并通过简单的晃动动作实现手环照明功能的控制关闭，现提出如下技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种光线感应式智能照明手环，通过将光敏二极管与51单片机输入端连接，将三极管和发光二极管与51单片机输出端连接实现智能手环发光二极管在黑暗条件下的自动开启，通过MPU6050与AT89C2051单片机控制连接实现智能手环的发光二极管通过手腕晃动动作的自动关闭，解决现有技术下智能照明手环发光二极管的照明功能无法在黑暗条件下自动开启、冗余结构功能繁杂、成本过高照明实用性欠佳的技术问题。

本发明采用的技术方案：光线感应式智能照明手环，具有手环和照明LED，所述手环内设有51单片机，所述51单片机的一个输入口连接光敏二极管，所述51单片机的一个输出口通过三极管连接照明LED2且当光敏二极管检测外界光线黑暗时所述照明LED自动点亮；所述51单片机的另一组输入输出口连接MPU6050惯性传感器，且当手腕晃动时通过MPU6050惯性传感器传输至51单片机以控制照明LED自动关闭。

上述技术方案中，为在实现上述功能的基础上进一步控制手环成本，优选地，所述51单片机为AT89C2051单片机，且所述AT89C2051单片机和照明LED均通过纽扣型锂离子充电电池供电。

上述技术方案中，为方便为手环充电，进一步地，所述手环设有USB充电接口，且USB充电接口与手环内隐藏安装的纽扣型锂离子充电电池连接并对其充电。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案光敏二级管的设置，通过其与51单片机的连接并借助三极管实现了发光二极管在黑暗条件下的非手动导通，通过简单的改进解决了现有技术下大多数智能手环仍需手动开启点亮照明功能的技术问题，在黑暗条件下佩戴该手环，发光二极管会自动点亮，更为方便，通过更为精简和低成本的结构实现了手环用于照明时更为便捷和实用的功能；

2、本方案MPU6050惯性传感器的设置，实现了手环除自动感应开启照明功能外的晃动后自动关闭照明功能，用其用于黑暗条件下的应急照明使用，更加方便、便捷、经济和实用，更易被市场所接受。

附图说明

图1为本发明电路原理图；

图2为本发明充电电路原理示意图；

图3为本发明手环复位初始化电路原理示意图；

图4为本发明USB充电接口电路原理示意图；

图5为本发明手环外部结构示意简图。

具体实施方式

下面结合附图1-5描述本发明的一种实施例。

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中控制电路的实现，如无特殊说明，均为常规控制方式。下述实施例中所用的部件，如无特殊说明，均为市售。

光线感应式智能照明手环，具有手环1和照明LED2，为以较低的成本、更小的体积实现手环在黑暗条件下照明功能的自动开启，并通过简单的晃动动作实现手环照明的关闭，(如图1所示)所述手环1内设有51单片机3，所述51单片机3的一个输入口连接光敏二极管5，所述51单片机3的一个输出口通过三极管6连接照明LED2，且当光敏二极管5检测外界光线黑暗时所述照明LED2自动点亮；所述51单片机3的另一组输入输出口连接MPU6050惯性传感器4，且当手腕晃动时通过MPU6050惯性传感器4传输至51单片机3以控制照明LED2自动关闭。上述技术方案中，为控制手环成本，优选地，所述51单片机3为成本不过10元的AT89C2051单片机，且所述AT89C2051单片机和照明LED2均通过纽扣型锂离子充电电池7供电。上述技术方案中，为方便为手环充电，进一步地，所述手环1设有USB充电接口8，且USB充电接口8与手环1内隐藏安装的纽扣型锂离子充电电池7连接并对其充电。

工作原理，(再次参见图1)通过手环1上的光敏二极管5(D2)感应外界光照强度，当外界光线充足时，光敏二极管5(D2)产生光电流，光敏二极管5(D2)导通，AT89C2051单片机的P1.2口读到一个高电平，AT89C2051单片机程序会控制其P1.3口输出一个高电平，此时三极管6(Q1)处于关断状态，发光二极管2(D3)不发光；当外界无光线即在黑暗条件下，或当外界的光线照度不足以使手环1上的光敏二极管5(D2)产生光电流，光敏二极管5(D2)不导通时，AT89C2051单片机的P1.2口读到一个低电平，AT89C2051单片机程序会控制其P1.3口输出一个低电平，此时三极管6(Q1)发射极正偏，三极管6(Q1)处于导通状态，电压加在发光二极管2(D3)上发光二极管2(D3)开始发光，为佩戴手环者提供无需人手动操作的暗夜照明。当不需要手环发光，或者想要将其照明功能关闭时，所述MPU6050惯性传感器4集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，并与AT89C2051单片机进行IIC协议通信，当手腕以特定姿势进行晃动时，如以重力加速度的方向晃动三次，即手向下握拳向下晃动三次，MPU6050惯性传感器4将特定信号数据信息发送至AT89C2051单片机，AT89C2051单片机接收到信号后，将AT89C2051单片机的P1.3口置1(即输出一个高电平特定信号)，此时三极管6(Q1)依照上文所述处于关断状态，发光二极管2(D3)不发光。

具体实施时，所优选的体积更小的AT89C2051单片机封装为SOIC形式(13mmX7.6mm)以满足手环小型化的设计要求，且相较其他型号的51单片机如AT89C51来说，选用AT89C2051单片机功耗更低，更利于移动设备的节电要求；此外，选用的MPU6050惯性传感器4，为一款全球首例整合6轴运动处理组件，免除了陀螺仪和加速度计轴间差的问题，为进一步减小产品体积并实现其功能提供支持，且该芯片技术成熟度高，应用广泛，成本较低，更易获得。此外，AT89C2051单片机第4第5管脚连接的晶体振荡器，可为单片机提供运行的精准时钟信号，保证单片机的准确定时，并可输出稳定的周期信号来进一步控制发光二极管2(D3)的发光强度。手环1的USB充电接口8，通过连接合适的外接电源适配器，可给手环1的纽扣型锂离子充电电池7充电，充电完毕后，将外接电源适配器与USB充电接口8连接的插头拔下，断开和手环1的连接即可。如图5所示实施例，手环1手环开关10的设置，该手环开关10可实现在不需要手环照明感应功能开启时及时关闭智能手环1，具体控制电路，可通过切断智能手环1的主板电源供电来实现。此外，为满足为手环1提供便捷的充电，充电电路可选择应用LTC4054L充电芯片来实现。加之，本手环的主照明器件为LED，特定条件下被感应点亮后，使用该手环可提供长时间的持续照明，投产后，所述手环1尺寸长不超过25mm，宽不超过15mm，满足尺寸、功能及佩戴方便的普通智能手环的尺寸要求。

可见，本发明不仅适合在地下停车场、楼道及道路等漆黑的场所佩戴使用，与其它智能手环相比，尤其实现了手环通过感应外界光线明暗自动启动照明和通过晃动手腕自动关闭的功能，且兼具结构精简、经济、实用、方便、美观、便携的综合性独特优势，更易被市场所接受。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (3)

1.光线感应式智能照明手环，具有手环(1)和照明LED(2)，其特征在于：所述手环(1)内设有51单片机(3)，所述51单片机(3)的一个输入口连接光敏二极管(5)，所述51单片机(3)的一个输出口通过三极管(6)连接照明LED(2)且当光敏二极管(5)检测外界光线黑暗时所述照明LED(2)自动点亮；所述51单片机(3)的另一组输入输出口连接MPU6050惯性传感器(4)，且当手腕晃动时通过MPU6050惯性传感器(4)传输至51单片机(3)以控制照明LED(2)自动关闭。

2.根据权利要求1所述的光线感应式智能照明手环，其特征在于：所述51单片机(3)为AT89C2051单片机，且所述AT89C2051单片机和照明LED(2)均通过纽扣型锂离子充电电池(7)供电。

3.根据权利要求2所述的光线感应式智能照明手环，其特征在于：所述手环(1)设有USB充电接口(8)，且USB充电接口(8)与手环(1)内隐藏安装的纽扣型锂离子充电电池(7)连接并对其充电。